La razionalizzazione delle infrastrutture IT Una metodologia di intervento: i CED di Ateneo

1. La razionalizzazione delle infrastrutture ITUna metodologia di intervento: i CED di Ateneo G.Russo, Università di Napoli Federico II

2. Proliferazione dei CED • Scelta in passato giusta, in quanto: • Le reti di telecomunicazioni in Italia hanno sempre stentato a decollare • Non vi erano applicazioni web-based • Non vi erano molti servizi centralizzati • Non vi erano grosse banche dati centralizzate • Non vi erano grosse esigenze per i CED (pochi server, poca potenza elettrica, normale condizionamento ambientale)

3. Razionalizzazione dei CED • Scelta ora necessaria, in quanto: • Le reti di telecomunicazioni in Italia stanno decollando • Vi sono molte applicazioni web-based • Vi sono molte banche dati centralizzate • Vi sono molti servizi centralizzati • Vi sono grosse esigenze per i CED (molti server, molta potenza elettrica, condizionamento ambientale non sufficiente)

4. La metodologia • Ripartire da zero, non basarsi sul passato • Nuovo locale CED • Solo macchine, 2 risorse per monitoraggio locale solo hardware, H24 • Altissima concentrazione: 300 server in 120 mq • Server blade • Monitoraggio remoto • Gestione remota • Paradigma del GRID computing • Sistemi operativi: Open Source

5. Critical business process Virus protection, data backup management, access management Application Operating system Virus protection, intrusion detection, firewalls Server, storage Network Intrusion detection, firewalls Cooling management, power management, access control, fire detection Power supply, cooling systems, rack, cabling Infrastruttura Fisica CED Computer centre Fire detection, fire protection walls, access control • LA DISPONIBILITA’ IT E’ LEGATA AL FUNZIONAMENTO DELL’INFRASTRUTTURA HARDWARE E DEI LOCALI SERVER • I GUASTI ALLA STRUTTURA IT COMPORTANO COSTI INGENTI PER UN ENTE E NORMALMENTE SONO CAUSATI DA UNA INADEGUATEZZA DELLA STESSA

6. INFRASTRUTTURE INADEGUATE: Non è più consona una infrastruttura tradizionale in quanto porta notevoli costi iniziali di approntamento prevedendo l’espandibilità massima entro successivi 4/5 anni. • RACK: i tradizionali (con porte traforate ) non consentono un alto raffreddamento e quindi necessità di molti più rack per il contenimento delle macchine di calocolo = inadeguati con le nuove tecnologie BLADE SERVER. • Climatizzazione Ambientale: consente un raffreddamento di max 3/5Kw x rack non gestibile l’HOT SPOT = totalmente inadeguata con le nuove tecnologie BLADE SERVER e comporta alti costi iniziali e di esercizio . • UPS non trasformless e non modulari: non garantiscono il filtraggio della corrente di alimentazione in ingresso, i trasformatori dissipano parte della potenza a scapito del rendimento, non consentono una espandibilità in spazi ridotti, costi alti di esercizio

7. Razionalizzazione delle 5 aree di intervento ! 4. SICUREZZA : Controllo Accesso ai Rack  Controllo Temperatura  Controllo Umidità  Controllo Fumo  Controllo Antincendio  Controllo Alimentazioni  Invio segnali di allarmi 1. SOLUZIONI CON Racks ad Alte Performance : Riduzione degli Spazi per i CED Riduzione dei Costi di attrezzaggio  Alta concentrazione di calcolo  Espandibilità Futura 3.SOLUZIONI INNOVATIVE PER L‘ENERGIA: • UPS modulari scalabili VFI-SS-111 • Architettura Parallela Decentralizzata • Espandibilità a Caldo • Sistemi a FUEL CELL fino 200KW • Costi ridotti di manutenzione e di esercizio 2. SOLUZIONI INNOVATIVE DI RAFFREDDAMENTO: • Sistemi LCP con scambiatori Aria Acqua , performance di raffreddamento 4 volte superiori all‘aria • Sistemi modulari espandibili a caldo • Riduzione costi di manutenzione e di esercizio 5. MONITORAGGIO da REMOTO : Monitoraggio e visualizzazione su di unica piattaforma di gestione dell‘intera infrastruttura fisica e di tutti gli allarmi potendoli tra loro correlare e fornire azioni di risposta

8. Razionalizzazione della infrastruttura ! Infrastruttura fisica indipendendente dall’ambiente esterno , scalabile, modulare e facilmente manutenibile. Progettata per potersi espandere in modo plug&play Hot swappable • Razionalizzazione degli spazi ! Rack universali ad alto contenimento di apparati svincolati dall’ambiente esterno(specialmente BLADE SERVER = minor manutenzione filtri apparati)

9. Climatizzazione indipendente ! Svincolarsi da sistemi di tipo ambientali e raffreddare i singoli rack con sistemi scambiatori di calore aria/acqua modularihot swappable con potenze da 12Kw fino a 40 Kw per rack ( gestione immediata Hot Spot localizzati dei server = miglior rendimento ). • Nuovi sistemi di Energia e distribuzione ! Nuovi sistemi UPS secondo CEI 62040-3 VDE 0558 parte 530 VFI-SS-111, modulari scalabili hot swappable con architettura Parallela Decentralizzata (ciascun modulo è autonomo e indipendente dagli altri ma concorre alla efficacia finale) . Distribuzione secondaria agli armadi rack server attraverso quadri di distribuzione modulari precablati plug & playhot swappable ( riduzione di almeno il 30 % dei tempi di installazione e facilmente manutenibili e upgradabili) . Sistemi di alimentazione innovativi attraverso FUEL CELL fino a 200Kw.

10. Sicurezza completa ! Protezione fisica e ambientale della infrastruttura attraverso sistemi che controllando : accesso ai rack con schede magnetiche-tastierini-sistemi biometrici e transpoder, Temperatura, Umidità, Fumo , Sistemi Antincendio da Rack, Alimentazioni elettriche, Web Cam, Sistemi SMS per gli allarmi . Sistemi tutti plug & play facilmente manutenibili e upgradabili hot swappable. • Monitoraggio e controllo a distanza ! Attraverso il software di controllo che fornisce una rappresentazione grafica planimetrica di tutti i componenti fisici installati si possono gestire tutti i dati e le informazioni dell’intero impianto realizzato visualizzando le attività di controllo impostando ed incrociando azioni in risposta agli eventi. Tutti i dati importanti per la sicurezza vengono raccolti e documentati per le più disparate attività.

11. A (Availability) Alta Disponibilità =Modularità e scalabilità della infrastruttura ALTA DISPONIBILITA’!!! MINORI COSTI di downtime  MINORE Mean Time To Repair (MTTR) L’ MTTR è il vero fattore che influenza la DISPONIBILITA’ MTBF=100’000 h MTBF=200’000 h MTBF=300’000 h MTBF=400’000 h MTBF=500’000 h MTTR 0.5h 1h 2h 6h 12h 24h 36h 48h 72h 96h A = ___ MTBFUPS________ ( MTBFUPS+MTTR )

12. Avere una griglia di protezione a 360 gradi per i centri di elaborazione dati con un servizio esteso a 5 aspetti strategici: Rack, Power e distribuzione, Cooling, Monitoring e Remote Management. Soluzione management - Monitoring rack power cooling sec. security

13. Il progetto specifico: S.Co.P.E. Riunificazione dei CED per il calcolo scientifico, con paradigma GRID • Costi: € 5.000.000 tutto compreso • Numero server: 300 • Automatismi nella allocazione delle risorse di calcolo • Automatismi nella allocazione dello spazio disco • Sistemi di autenticazione degli utenti

14. Problemi: • Spazi • Energia elettrica • Raffreddamento • Rete telematica • Persone • Telecontrollo • Monitoraggio • Configurazione • Diversificazione delle applicazioni • Necessità di un middleware

15. Non-problemi: • Server • IBM, DELL, HP etc tutti molto affidabili • Management remoto non complesso • Alta densità • Storage • SAN: si, ma non sempre serve • Database, ma non solo • Molti file grandi, accesso sequenziale

16. LFC SAM Grid Service Center II MS TS VOMS GRID UI UI RB SE DGAS Grid Site YAIM CE WN Il paradigma del GRID

17. Il Middleware • Portali High level Medium level • Strumenti di visualizzazione • Librerie scientifiche ottimizzate per le specifiche applicazioni • Monitoraggio dell’andamento delle prestazioni dell’applicazione • Selezione delle risorse di calcolo più opportune Low level • Accesso a dati memorizzati su file system remoti • Autenticazione sicura sulla rete • Gestione dell’esecuzione su risorse remote

18. La rete LAN e WAN LAN • Dorsale di rete a 10 Gbit/sec • Rete ridondata (2x Gbit/sec, 4x Gbit/sec) • Rete a bassa latenza (1x infiniband) • Rete separata per monitoraggio e management (1x 100 Mbit/sec) WAN • Collegamenti Intranet a 2.4 Gbit/sec, ridondati • Collegamenti Internet a 1 Gbit/sec, ridondati

19. L’impiantistica • Ripartire da zero, non basarsi sul passato • Nuova cabina elettrica 1 Mwatt • Nuovo Gruppo Elettrogeno 1 Mwatt • Rack della RITTAL, che consentono: • Raffreddamento ad acqua dei rack, con unità LCP e chiller esterno • Rack a tenuta stagna • Impianto antincendio interno ai rack • Monitoraggio e telecontrollo • Sensori su tutto (apertura porte rack, tensione di ogni presa, utilizzo ampere, etc)

20. 10 srv worker node worker node worker node worker node worker node worker node worker node worker node UI & test node UI & test node TIPO A 96 blade TIPO B 128 blade 10 srv worker node worker node worker node collective collective 10 srv Storage element Storage element SATA SCSI Servizi collettivi e di Infrastruttura Grid Switch fast ethernet Computing element 2 srv Switch gigabit ethernet Nodi di Calcolo Biprocessori ed SMP Switch Infiniband Grid Storage Element Sistemi di Storage

21. La rete metropolitana MEDICINA SCIENZE LETTERE GIURISPRUDENZA INGEGNERIA Optical Fiber

22. Il vecchio CED

23. Il nuovo CED, il progetto

24. Il nuovo CED, il progetto

25. Il nuovo CED, in costruzione

26. Il prototipo

27. CONCLUSIONI • Non modifiche lente e graduali, ma grosse modifiche tutte insieme • Vedere i CED come un luogo “remoto”, virtualizzando tutta la gestione • Massima attenzione ai problemi di energia elettrica e di raffreddamento • Disponibilità di una rete LAN e WAN state-of-the-art (SPC del tutto inutile per questo) • Sicurezza dei dati, con replica remota